【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及静电纺丝设备，尤其是涉及一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置及运行方法。
技术介绍
1、静电纺丝的基本原理是在强电场作用下，聚合物溶液克服表面张力形成射流，射流在电场中被拉伸、细化并最终在接收装置上固化成纤维。具体来说，当施加高电压于纺丝针头时，针头内的液体带有电荷，由于电荷之间的排斥力与接地端的吸引力，使得液体能够克服表面张力射出表面并到达接地的接收装置上。在此过程中，射流经历高频震荡和溶剂挥发，最终形成直径在纳米级的纤维。静电纺丝是一种在实验室和工业上生产纳米纤维的简单方法。由于其在生物医学、纳米纤维复合材料、过滤材料、电池材料、纺织等领域的广泛应用，该技术已成为生产纳米纤维的主流方法之一。
2、单针头静电纺丝设备的纺丝速率相对较低，通常产量在0.1～1.0g/h之间。这使得单针头设备难以满足大规模生产的需求，限制了其在工业化生产中的应用。时间成本高，由于生产效率低，完成大量纤维的生产需要耗费较长的时间，增加了生产成本和时间成本。且实验中不易控制纺丝周边环境的温湿度及其他条件，还不能满足长期、稳定的制备纳米纤维。随着科技的进步和产业的发展，对高性能、多功能材料的需求日益增长。静电纺丝技术制备的纳米纤维材料因其独特的性能优势，在多个领域展现出巨大的市场需求。目前大多数研究针对静电纺丝的溶液性质、工艺参数的变化。但环境参数的控制对静电纺丝的效果影响也很大。为了静电纺丝产业化生产的发展，应该实现对静电纺丝环境温湿度的精细化控制。
技术实现思路
1、本
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，包括静电纺丝区域，用于调控所述静电纺丝区域湿度的除湿机，用于配合除湿机调控所述静电纺丝区域温度的循环水冷空调设备，用于处理所述静电纺丝区域内废气的废气处理机构；
4、其中，所述循环水冷空调设备通过水塔与所述除湿机连通，所述除湿机与所述静电纺丝区域连通，所述静电纺丝区域与所述废气处理机构连通。
5、优选地，所述循环水冷空调设备通过第一进水口与第一出水口与所述水塔相连通，所述水塔通过第二进水口与第二出水口与除湿机相连通，所述除湿机通过出风口与所述静电纺丝区域相连通，所述静电纺丝区域通过吸风口与所述废气处理机构相连通，所述废气处理机构通过风机与大气连通。
6、优选地，所述吸风口与废气处理机构和静电纺丝区域的连接处、所述出风口与除湿机和静电纺丝区域的连接处安装有单层多孔塑料板，所述单层多孔塑料板上设置有若干多孔。
7、本专利技术中，所述单层多孔塑料板上的多孔设置能够保证气流分散的均匀性和平稳性，使空气进入后能够使操作空间温湿度完全稳定。
8、优选地，所述第一出水口、第一进水口、第二进水口、第二出水口、吸风口、出风口为塑料管道材质，耐腐蚀。
9、进一步优选地，所述第一出水口、第一进水口、第二出水口、第二进水口根据水量的大小选择内径大于10cm，外径小于200cm的管道，废气处理机构的吸风口、除湿机的出风口根据通气量的要求选择内径小于80cm，外径小于500cm的风道，在保证气量稳定的同时，使气流更加平稳。
10、优选地，所述的循环水冷空调设备的能耗与实际情况相符，用于水流的制热或者制冷。
11、进一步优选地，所述循环水冷空调设备通过循环水系统和制冷剂循环，利用热交换原理调节进入除湿机的水温，进行工作。
12、优选地，所述除湿机的湿度调节范围在5％-95％，温度调节范围在5-80℃，所述的除湿机的能耗与实际情况相符。
13、进一步优选地，所述的除湿机内部是由轮转电机进行控制实现湿空气和除湿后空气的排放，当需要除湿的空气进入转轮的处理区域时，空气中的水分被转轮中的吸湿剂吸附，除湿后的空气从转轮的另一侧即出风口送出。
14、优选地，所述的废气处理机构的能耗与实际情况相符，用于处理和净化纺丝过程中产生的废气。
15、进一步优选地，所述废气处理机构利用气体与液体之间的接触和传质过程，通过喷淋系统将液体(如水、碱性或酸性溶液)喷洒成细小液滴，与废气接触，使废气中的有害物质被液体吸收或发生化学反应，从而达到净化废气的目的。
16、本专利技术中，所述的除湿机、废气处理机构和循环水冷空调设备独立运行，分别用于纺丝环境的不同温湿度和废气处理，保证温湿度能够准确地调控，合理的控制静电纺丝区域的工作环境。
17、优选地，所述静电纺丝区域内设置有静电纺丝喷头，所述静电纺丝喷头贯穿有电极，所述静电纺丝喷头通过传动装置与电极实现往复运动，随后静电纺丝喷头内的纺丝液对电极进行浸泡式上液，电极上的纺丝液在高压发生器作用下飞射到接收基板上形成纳米纤维。
18、进一步优选地，所述接收基板设置在静电纺丝喷头上方。
19、进一步优选地，所述静电纺丝喷头通过传动装置与电极实现往复运动，所述电极的两端分别与设置在传动装置两侧的绝缘箱体连接，所述电极与高压发生器的正极连接，所述接收基板与高压发生器的负极连接并接地。
20、进一步优选地，所述高压发生器的电压范围为-20kv—150kv。
21、进一步优选地，所述电极为螺旋丝杆电极，所述螺旋丝杆为金属丝杆。
22、进一步优选地，所述静电纺丝喷头与接收基板之间的距离为1～50cm，以在电场作用下，螺旋丝杆电极上的纺丝液能有效射流至接收基板上为宜。
23、优选地，所述静电纺丝喷头设置在支撑侧板上，所述支撑侧板与传动装置连接。
24、进一步优选地，所述静电纺丝喷头设置在支撑侧板的上顶板上。
25、优选地，所述支撑侧板与移动滑轨滑动连接。
26、优选地，所述传动装置包括伺服电机和驱动源。
27、进一步优选地，所述驱动源用于为伺服电机供电，伺服电机通电后通过减速机带动支撑侧板在滑轨上水平往复移动，进而带动静电纺丝喷头在滑轨上往复移动，实现与电极的相对往复运动。
28、优选地，所述静电纺丝喷头包括有金属核心喷头，所述金属核心喷头通过上盖固定在绝缘壳体内；所述静电纺丝喷头的内部设置有储液腔，前端设置有进液口，进液口与储液腔连通；所述储液腔的两侧壁上开设有内穿丝孔，所述绝缘壳体上设有外穿丝孔，所述电极通过对应的外穿丝孔、内穿丝孔贯穿于所述金属核心喷头。
29、进一步优选地，所述储液腔包括进液模块，所述进液模块为矩形结构，长度为5-40mm，所述进液口的两侧分别设置有刮液挡片，所述刮液挡片的厚度为1-5mm。
30、进一步优选地，所述静电纺丝喷头的底部设置有出液口，所述进入储液腔的多余的溶液经刮液挡片刮出从出液口排出。
31、进一步优选地，所述静电纺丝区域下方还设置有收集槽，用于回收从出液本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，包括静电纺丝区域(12)，用于调控所述静电纺丝区域(12)湿度的除湿机(1)，用于配合除湿机(1)调控所述静电纺丝区域(12)温度的循环水冷空调设备(6)，用于处理所述静电纺丝区域(12)内废气的废气处理机构(4)；
2.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述循环水冷空调设备(6)通过第一进水口(8)与第一出水口(7)与所述水塔(9)相连通，所述水塔(9)通过第二进水口(10)与第二出水口(11)与除湿机(1)相连通，所述除湿机(1)通过出风口(2)与所述静电纺丝区域(12)相连通，所述静电纺丝区域(12)通过吸风口(3)与所述废气处理机构(4)相连通，所述废气处理机构(4)通过风机(5)与大气连通。
3.根据权利要求2所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述吸风口(3)与废气处理机构(4)和静电纺丝区域(12)的连接处、所述出风口(2)与除湿机(1)和静电纺丝区域(12)的连接处安装有单层多孔塑料板(16)，所述单层多孔塑
4.根据权利要求2所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述第一出水口(7)、第一进水口(8)、第二进水口(10)、第二出水口(11)、吸风口(3)、出风口(2)为塑料管道材质，耐腐蚀。
5.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述除湿机(1)的湿度调节范围在5％-95％，温度调节范围在5-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述静电纺丝区域(12)内设置有静电纺丝喷头，所述静电纺丝喷头贯穿有电极(18)，所述静电纺丝喷头通过传动装置(23)与电极(18)实现往复运动，随后静电纺丝喷头内的纺丝液对电极(18)进行浸泡式上液，电极(18)上的纺丝液在高压发生器作用下飞射到接收基板上形成纳米纤维。
7.根据权利要求6所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述静电纺丝喷头包括有金属核心喷头(24)，所述金属核心喷头(24)通过上盖(19)固定在绝缘壳体(20)内；所述静电纺丝喷头的内部设置有储液腔(30)，前端设置有进液口(27)，进液口(27)与储液腔(30)连通；所述储液腔(30)的两侧壁上开设有内穿丝孔，所述绝缘壳体(20)上设有外穿丝孔(29)，所述电极(18)通过对应的外穿丝孔(29)、内穿丝孔贯穿于所述金属核心喷头(24)。
8.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述静电纺丝区域(12)设置在设备主体(14)内，所述设备主体(14)设置于设备机架(13)上，所述设备机架(13)安装放置于地面上。
9.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述的设备主体(14)外安装有电控柜(15)，电控柜(15)上嵌有PLC控制面板，所述电控柜用于实现废气处理机构(4)、除湿机(1)和循环水冷空调设备(6)的启停和参数设置。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置的运行方法，其特征在于，通过PLC控制面板预设温度和湿度，循环水冷空调设备(6)根据预设的温度通过升温或降温向除湿机(1)中输入控温后的水流，除湿机(1)通过内置风机吸入空气，控温后的水流通过热传递对进入除湿机(1)的空气进行升温或降温同时进行增湿，随后除湿机(1)对该空气根据预设的湿度进行除湿，达到预设温度和湿度。
...【技术特征摘要】
1.一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，包括静电纺丝区域(12)，用于调控所述静电纺丝区域(12)湿度的除湿机(1)，用于配合除湿机(1)调控所述静电纺丝区域(12)温度的循环水冷空调设备(6)，用于处理所述静电纺丝区域(12)内废气的废气处理机构(4)；
2.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述循环水冷空调设备(6)通过第一进水口(8)与第一出水口(7)与所述水塔(9)相连通，所述水塔(9)通过第二进水口(10)与第二出水口(11)与除湿机(1)相连通，所述除湿机(1)通过出风口(2)与所述静电纺丝区域(12)相连通，所述静电纺丝区域(12)通过吸风口(3)与所述废气处理机构(4)相连通，所述废气处理机构(4)通过风机(5)与大气连通。
3.根据权利要求2所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述吸风口(3)与废气处理机构(4)和静电纺丝区域(12)的连接处、所述出风口(2)与除湿机(1)和静电纺丝区域(12)的连接处安装有单层多孔塑料板(16)，所述单层多孔塑料板(16)上设置有若干多孔(17)。
4.根据权利要求2所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述第一出水口(7)、第一进水口(8)、第二进水口(10)、第二出水口(11)、吸风口(3)、出风口(2)为塑料管道材质，耐腐蚀。
5.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述除湿机(1)的湿度调节范围在5％-95％，温度调节范围在5-80℃。
6.根据权利要求1所述的一种调控线性静电纺丝恒温恒湿、废气处理的装置，其特征在于，所述静电纺丝区域(12)内设置有静电纺丝喷头，所述静电纺丝喷头贯穿有电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁振杰，付怡然，卢纯青，熊泰，王龙，林兴，顾跃雷，
申请(专利权)人：核工业第八研究所，
类型：发明
国别省市：
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